Cum pot fi monitorizate midiile pentru a indica toxinele acvatice

Cum pot fi monitorizate midiile pentru a indica toxinele acvatice

AZoCleantech vorbește cu Dr. Alper Bozkurt și Dr. Jay Levine de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord. Cei doi au făcut echipă pentru a dezvolta un sistem care monitorizează mișcarea midii. Deschiderea și închiderea moluștelor bivalve poate indica toxine în mediile acvatice.

Le puteți oferi cititorilor noștri un rezumat al cercetărilor dvs. recente?

Am demonstrat că atașarea unei serii de accelerometre (senzorul de numărare a pașilor din Fitbits și alte dispozitive portabile) la cojile midii de apă dulce ne oferă suficientă rezoluție pentru a măsura deschiderea și comportamentul de deschidere a cochiliei. Conectăm acești senzori la rețele wireless pentru a monitoriza simultan un grup de scoici.

Ce poate indica deschiderea și închiderea moluștelor bivalve despre toxinele din mediile acvatice?

Midiile de apă dulce se numără printre cele mai periclitate faună de pe planetă. Majoritatea celor peste 290 de specii din America de Nord sunt amenințate, pe cale de dispariție sau reprezintă o preocupare specială pentru agențiile de stat și federale pentru animale sălbatice. Midiile de apă dulce trăiesc în pâraie și lacuri și îndepărtează reziduurile, algele și bacteriile din apă atunci când se hrănesc.

Își deschid și închid cochilia pe parcursul zilei, dar dacă ceva dăunător intră în apă, în general, toți își vor închide cochilia și se vor opri din hrănire. Monitorizarea mișcării carcasei lor poate servi ca un semnal de avertizare timpurie că ceva potențial periculos a fost eliberat în apă.


Credit imagine: James Reynolds / NCSU

Care sunt câteva dintre exemplele de poluare pe care le pot detecta moluștele?

Mulți factori au fost asociați cu declinul midii de apă dulce, cum ar fi eroziunea și sedimentarea, pesticidele și compușii levigați din operațiunile miniere. Sedimentele care intră în apă le pot perturba activitatea de hrănire și le pot afecta sănătatea, toxinele duc la mortalitate. Midiile acumulează, de asemenea, toxine, care ne pot ajuta să recunoaștem toxina într-un pârâu sau lac.

Cercetătorii au încercat anterior să folosească bivalvele și răspunsul lor la toxine ca trasor al condițiilor din ecosistemele acvatice. Ce face ca cercetarea ta să aibă succes?

Studiile noastre actuale de cercetare s-au concentrat pe îmbunătățirea performanței senzorului, în cazul în care lucrările anterioare efectuate de alții au folosit magneți și detectoare magnetice pentru a monitoriza comportamentul întrerupt. Am demonstrat că accelerometrele oferă proprietăți superioare față de omologii lor magnetici.

Puteți oferi câteva informații despre producția sistemului utilizat pentru monitorizarea bivalvelor și răspunsul lor la toxine?

Sistemul încorporează o pereche de accelerometre atașate la fiecare coajă a midii. Apoi, un fir subțire conectează această pereche de accelerometre la un sistem de achiziție de date care agregează date de la alte perechi de accelerometre similare atașate la alte midii. În acest studiu, ne-am testat sistemul cu patru perechi atașate la patru midii. Conectarea mai multor midii este posibilă și simplă.

Datele digitale de pe agregator sunt stocate pe un card de memorie Secure Digital (SD). Următoarea generație a sistemului include un transceiver wireless care încarcă datele în cloud printr-o conexiune Bluetooth și WiFi. De asemenea, am dezvoltat un sistem LoRa conectat la rețea și lucrăm la conectarea la rețeaua GSM / LTE.

Cum sunt colectate de către cercetători datele din sistemul de monitorizare?

Experimentele noastre inițiale au fost în mediile de laborator și am folosit un card SD pentru a stoca datele. Următoarea generație a acestui sistem încarcă datele în cloud (într-un folder dintr-un serviciu de stocare a fișierelor), unde cercetătorii se pot conecta la internet și descarcă datele. Conexiunea la cloud se realizează prin rețea LoRa, WiFi sau GSM/LTE.


Credit imagine: James Reynolds / NCSU

Cum poate acest sistem să-i ajute pe cercetători să înțeleagă mai multe despre midii, precum și despre monitorizarea ecosistemelor?

Monitorizarea mișcării scoicii midii de apă dulce ne va ajuta să ne îmbunătățim înțelegerea activității lor de hrănire și a poluanților care le afectează sănătatea. Midiile mor adesea înainte de a ști că o toxină a intrat într-un flux, monitoarele ne vor ajuta să detectăm probleme înainte de apariția mortalității.

Ce urmează pentru echipa de la NC State?

Studiile noastre s-au concentrat pe medii de laborator controlate și în prezent lucrăm la mutarea sistemului nostru în medii de câmp din viața reală.

Unde pot găsi cititorii mai multe informații?

Mai multe informații pot fi găsite pe următoarele site-uri:

http://www.aeclab.org/
http://www.ibionics.org/

Despre Dr. Jay Levine

Dr. Levine este profesor la Departamentul de Științe Marine, Pământului și Atmosferice, la Colegiul de Științe de la Universitatea de Stat din NC, unde coordonează Laboratorul de Epidemiologie și Conservare Acvatică. El sa alăturat inițial NC State în 1984, la Colegiul de Medicină Veterinară, ca unul dintre epidemiologii lor, și a oferit instruire studenților veterinari și studenților absolvenți. Deși munca sa timpurie s-a concentrat în primul rând pe bolile transmise de artropode și în special pe boala Lyme, eforturile sale de cercetare au inclus și studii privind siguranța alimentară, zoonoze, sănătatea ecvinelor și animalelor de companie și urmărirea surselor de mediu.

În ultimele două decenii, laboratorul său a lucrat pentru a înțelege biologia de bază a nevertebratelor de apă dulce, care se numără printre cele mai periclitate faună de pe planetă. Studiile efectuate de laboratorul său se concentrează pe dieta și sănătatea lor nutrițională, propagarea lor pentru creșterea populației și identificarea factorilor care contribuie la declinul lor global. Dr. Levine este, de asemenea, co-director al programului lor de absolvire a societății și schimbărilor climatice. Dr. Levine este activ în sprijinirea citirii timpurii, a alfabetizării matematice și științifice și coordonează Homework Haven, un program de îndrumare gratuit după școală pentru copiii din clasele k-6 din Raleigh, NC.

Despre Dr. Alper Bozkurt

Alper Bozkurt este profesor și facultate universitară la Departamentul de Inginerie Electrică și Calculatoare de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord. El a primit masterul în inginerie biomedicală de la Universitatea Drexel, Philadelphia, PA, SUA, și doctoratul. diploma de la Universitatea Cornell, Ithaca, NY, SUA.

El este fondatorul și directorul Laboratorului Integrat Bionic MicroSystems de la Universitatea de Stat din NC. El a primit bursa Calhoun de la Universitatea Drexel, Premiul Donald Kerr de la Universitatea Cornell, Premiul pentru inovație al cancelarului, Premiul pentru profesori remarcabili William F. Lane de la Universitatea de Stat din NC, Premiul pentru CARIERĂ al Fundației Naționale pentru Științe, Premiul pentru Facultate IBM, și a fost inclus în lista Popular Science Magazine 2015 Brilliant 10.

Disclaimer: Opiniile exprimate aici sunt cele ale intervievatului și nu reprezintă neapărat punctele de vedere ale AZoM.com Limited (T / A) AZoNetwork, proprietarul și operatorul acestui site web. Această declinare a răspunderii face parte din Termenii și condițiile de utilizare a acestui site web.

.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.